Classic Rock Tours 3. Grand Canyon Geology, One Hundred and Fifty Years after John Wesley Powell: A Geology Guide for Visiting the South Rim of Grand Canyon National Park

Abstract

The year 2019 is the 150th anniversary of John Wesley Powell’s epic exploration of the Colorado River through Grand Canyon and the 100th anniversary of the establishment of Grand Canyon National Park. This is an excellent moment to look back 150 years to think about where we have come from as a science and society, and look forward 100 years towards the accelerated change we expect in the future. For historians, archaeologists, geologists and astronomers, of course, this century-long time scale is short compared to other perspectives. They might choose also to celebrate the 479th anniversary of the first sighting of Grand Canyon by Europeans in 1540, the 1000th anniversary of Ancestral Puebloan farmers in Grand Canyon, the 12,000th anniversary of the arrival of humans migrating south from the Bering Land Bridge, the 5 millionth anniversary of the integration of the Colorado River through Grand Canyon to the Gulf of California, the 4.6 billionth anniversary of the formation of Earth, or the 13.75 billionth anniversary of the Big Bang and the formation of our Universe. Geology is all about time, and knowing some geology helps with the difficult endeavour of placing human timeframes into perspectives of deep time.  This guide is for geology students of all levels and types visiting the South Rim of Grand Canyon. It is designed as a 3-day field trip and introduction to the rocks and landscapes. The term ‘students’ in our view also includes visitors who want to know about the basics of Grand Canyon geology while taking scenic hikes to see the geology first-hand. It is organized as if you enter the Park at its East entrance, near Cameron, and exit the Park at the South entrance, towards Flagstaff, but the three activities can be done in any order. As an introduction, we present a brief summary of the history of geologic maps and stratigraphic columns, and the geologists who made them. The maps and depictions of Grand Canyon geology over the past 160 years record a visual progression of how geoscience knowledge in general has developed and matured. The first sixty years, before the Park was founded, may have been the greatest in terms of the rapid growth that merged geology, art and public outreach. The second fifty years (to about 1969) saw important advances in stratigraphy and paleontology and solid efforts by the Park to apply and interpret Grand Canyon geology for the public. The most recent 50 years have seen major advances in regional geological mapping, dating of rocks, plate tectonics, and improved geoscience interpretation. The next 100 years will hopefully see additional innovative efforts to use the iconic field laboratory of Grand Canyon rocks and landscapes to resolve global geoscience debates, inform resource sustainability imperatives and contribute to science literacy for an international public.  The three activities described are as follows: Activity 1 (an hour or two) is an overview from Lipan Point. This is a vehicle pull-out on the East Rim drive and serves as an introduction for those entering the Park, or a recap for those who are leaving. Activity 2 (most of a day) is a day hike on the South Rim with visits to Yavapai Geology Museum and the Trail of Time Exhibit. The Trail of Time is a geology timeline trail laid out at a scale of one metre = 1 million years along the Rim Trail. It is a great family hike, fully accessible, with magnificent views of Grand Canyon. The rocks were collected along the river and have been placed at their ‘birthdays’ along the Trail for you to see and touch and sketch. If you walk the entire 4.56 km (2.8 mile) Trail of Time, a long way, you get a visceral feeling for the age of the Earth and you also go through historic Grand Canyon Village for lunch and shops. Activity 3 (all day) is a hike to Plateau Point along the Bright Angel Trail. One has not really seen and appreciated Grand Canyon geology until you delve its depths. You can go any distance down, but if you do the entire 19 km (12 mile) hike, you descend through a 1 km (3300 foot) thick set of Paleozoic rock layers to a spectacular vista where you feel like you can touch the Colorado River as well as the Grand Canyon Supergroup and Vishnu basement rocks of the inner Granite Gorge. The Plateau Point Trail takes off at Indian Gardens, or alternatively, this guide describes some good geology stops a short way down Garden Creek. The Bright Angel Trail continues to the Colorado River and to Phantom Ranch at the bottom of the canyon, but this is generally done as an overnight endeavour. You can get campground reservations (https://www.nps.gov/grca/planyourvisit/campsite-information.htm) or reservations at Phantom Ranch well in advance through a lottery (https://www.grandcanyonlodges.com/lodging/lottery/). RÉSUMÉL’année 2019 marque le 150e anniversaire de l’exploration épique du fleuve Colorado par John Wesley Powell à travers le Grand Canyon ainsi que le 100e anniversaire de la création du parc national du Grand Canyon. C’est un excellent moment pour regarder 150 ans en arrière et se rappeler le chemin parcouru par la science et la société, et envisager le changement accéléré auquel nous nous attendons pour les 100 prochaines années. Pour les historiens, les archéologues, les géologues et les astronomes, bien sûr, cette échelle d'un siècle est courte par rapport à d'autres perspectives. Ils pourraient également choisir de célébrer le 479e anniversaire de la première observation du Grand Canyon par les Européens en 1540, le 1000e anniversaire des agriculteurs Pueblo ancestraux dans le Grand Canyon, le 12 000e anniversaire de l'arrivée d'humains migrant depuis l'isthme de Béring vers le sud, le 5 millionième anniversaire de l'intégration du fleuve Colorado à travers le Grand Canyon jusqu'au golfe de Californie, le 4,6 milliardième anniversaire de la formation de la Terre ou le 13,75 milliardième anniversaire du Big Bang et de la formation de notre univers. La géologie est une question de temps, et connaître un peu de géologie facilite la tâche difficile qui consiste à placer l’échelle de temps humaine dans le contexte du « temps profond ».  Ce guide est destiné aux étudiants en géologie de tous niveaux et de tous types qui visitent le South Rim du Grand Canyon. Il est conçu comme une excursion de trois jours et une initiation aux roches et aux paysages. Selon nous, le terme « étudiants » inclut également les visiteurs qui souhaitent en savoir plus sur la géologie de base du Grand Canyon tout en faisant des randonnées panoramiques pour observer la géologie. Il est organisé comme si vous entrez dans le parc par son entrée est, près de Cameron, et quittez le parc par l’entrée sud, en direction de Flagstaff, mais les trois activités peuvent être effectuées dans n’importe quel ordre. En guise d'introduction, nous présentons un bref résumé de l'histoire des cartes géologiques et des colonnes stratigraphiques, ainsi que les géologues qui les ont réalisées. Les cartes et les représentations de la géologie du Grand Canyon au cours des 160 dernières années montrent une progression visuelle de l'évolution et de la maturation des connaissances géoscientifiques en général. Les soixante premières années, avant la création du parc, ont peut-être été les meilleures en termes de croissance rapide résultant de la fusion de la géologie, de l’art et de la vulgarisation. Les cinquante années suivantes (jusqu’en 1969 environ) ont été marquées par d’importants progrès en stratigraphie et paléontologie et par les efforts soutenus du parc pour permettre au public d'accéder à l’application et l’interprétation de la géologie du Grand Canyon. Au cours des 50 dernières années, la cartographie géologique régionale, la datation des roches, la tectonique des plaques et l'amélioration de l'interprétation géoscientifique ont considérablement progressé. Espérons que les 100 prochaines années verront des efforts novateurs supplémentaires visant à utiliser l’emblématique laboratoire des roches et du paysages du Grand Canyon pour résoudre les débats géoscientifiques mondiaux, informer sur les impératifs de durabilité des ressources et contribuer à la culture scientifique d’un public international.  Les trois activités décrites sont les suivantes. L’activité 1 (une heure ou deux) est une vue d’ensemble de Lipan Point. Il s’agit d’une sortie en véhicule sur East Rim Drive et sert d’introduction pour ceux qui entrent dans le parc ou de récapitulation pour ceux qui en partent. L'activité 2 (presque une journée) est une randonnée d'une journée sur le South Rim avec la visite du musée de géologie de Yavapai et de l'exposition « Trail of Time ». Le « Trail of Time » est un sentier chronologique géologique tracé à une échelle d'un mètre pour un million d'années le long de Rim Trail. C'est une excellente randonnée en famille, entièrement accessible, avec des vues magnifiques sur le Grand Canyon. Les roches ont été collectées le long de la rivière et ont été placées à leurs « anniversaires » le long du sentier pour que le public puisse les voir, les toucher et les dessiner. Le parcours entier du « Trail of Time » sur 4,56 km (2,8 miles) offre une représentation intuitive de l'âge de la Terre et permet de passer également par le village historique du Grand Canyon pour déjeuner et faire les boutiques. L'activité 3 (toute la journée) consiste en une randonnée vers Plateau Point, le long de Bright Angel Trail. On n'a pas vraiment vu et apprécié la géologie du Grand Canyon tant qu’on n’en a pas exploré les profondeurs. N'importe quelle distance peut être parcourue, mais en arpentant les 19 km (12 milles) de la randonnée entière, on descend à travers un ensemble de couches de roches paléozoïques épaisses de 1 km (3 300 pieds) jusqu'à une vue spectaculaire où on a l’impression de pouvoir toucher le fleuve Colorado ainsi que le super-groupe du Grand Canyon et les roches du socle de Vishnu de la gorge granitique intérieure. Le Plateau Point Trail commence à Indian Garde